Machine à tailler les flancs et faces de dents de pignons coniques à dents droites ou à dents obliques La présente invention a pour objet une ma chine à tailler les flancs et faces de dents de pignons coniques à dents droites ou à dents obliques, au moyen d'au moins un outil qui, au cours de la coupe, se déplace approximati vement dans la direction de la racine et sur toute la largeur de la dent à tailler.
Les machines de ce genre doivent être pourvues d'un mécanisme qui supprime le con tact de l'outil avec la pièce pendant la course à vide ou de retour dudit outil. Dans de nom breux cas, il est aussi désirable, pendant la course de travail, d'effectuer un léger mouve ment en profondeur de l'outil par rapport à la surface dentée à tailler, à l'effet de bomber lé gèrement la dent et, par ce moyen, de localiser sa portée ou zone de contact avec les dents con juguées.
A cette fin, des mécanismes ont aussi antérieurement été prévus qui permettent de faire mouvoir un outil alternativement vers l'ex térieur et vers l'intérieur, dans une direction perpendiculaire au mouvement de taille de l'ou til, lorsque celui-ci se rapproche et s'écarte par rapport au milieu de sa course de travail.
La machine, objet de la présente invention est caractérisée par le fait qu'elle comprend un support de pièce, un support d'outil et au moins un dispositif porte-outil monté sur ledit sup- port d'outil et servant à déplacer au moins un outil de coupe suivant une orbite approximati- vement elliptique située dans un plan approxi mativement parallèle à la surface du flanc de la dent destinée à être taillée par l'outil, ledit dispositif occupant sur le support de l'outil une position telle que le mouvement de l'outil s'ef fectue dans la direction du grand axe de ladite orbite lorsque ledit outil est, au moins approxi mativement, aux points médians de ses cour ses de taille et de retour.
Le dessin annexé représente, à titre d'exem ple, une forme d'exécution de l'objet de l'in vention. Dans ce dessin la fig. 1 est une vue de face de la machine entière la fig. 2 est une vue partielle, en élévation, prise à angle droit par rapport à la fig. 1 et re présentant la partie de la machine qui supporte les outils, un de ceux-ci et une partie de son support étant enlevés ; la fig. 3 est une coupe verticale par la ligne 3-3 de la fig. 2 ;
La fig. 4 est une vue partielle représentant un outil et son support à éléments articulés, cette-vue étant prise dans le plan du mouve ment orbital de l'outil ; la fig. 5 .est un détail en coupe par la ligne 5-5 de la fig. 3 ; la fig. 6 est une représentation schémati que des transmissions de la machine.
Le. dessin représente une machine à tailler les flancs et faces de dents de pignons coniques à dents droites ou à dents obliques. Cette ma chine comprend un bâti 10, sur lequel un pla teau 11 est monté pour tourner autour d'un axe horizontal- 12.
Sur ce plateau 11 sont montés les supports 13 des-outils de coupe 14, lesquels supports se meuvent en décrivant des orbites approximativement elliptiques, leur mouvement pendant la course de travail étant principale ment dans le sens radial par rapport à l'axe 12, de sorte que les surfaces de coupe décrites par les arêtes de coupe latérales 15 (fig. 2, 3 et 4) des outils représentent les surfaces des dents d'un engrenage générateur imaginaire, dont l'axe coïncide avec l'axe 12 du plateau et qui engrène avec l'ébauche à tailler G, laquelle -tourne autour d'un axe horizontal 16 qui coupe l'axe 12 suivant un angle qui dépend de l'an gle de conicité du pignon à tailler.
Le porte-ébauche comprend un chariot 17 qui est ajustable et mobile sur le bâti 10 dans la direction de l'axe 12 ; un socle pivotant 18 ajustable angulairement sur le chariot 17 au tour d'un axe vertical 19 qui coupe l'axe 12, à, ou près de, l'intersection de cet axe avec l'axe 16 de l'ébauche, lorsque ledit chariot 17 est en position de taille; une tête porte-ébau che 21 ajustable sur le socle pivotant 18 dans une direction parallèle à l'axe 16 de l'ébauche ; une broche 22 qui est montée dans la tête 21 pour tourner autour de l'axe 16. Grâce aux di vers- réglages mentionnés, l'ébauche à tailler peut être amenée à la position désirée pour être taillée par les outils 14.
Le mécanisme de support et de commande des outils, représenté aux fig. 2, 3 et 4 com prend, montées sur le plateau 11 supporté dé façon rotative par le bâti à l'aide de deux rou- léments à galets 23, deux plaques 24 qui ser- vent à régler l'angle des dents et sont guidées de manière à pouvoir être ajustées sur ledit pla teau, autour de l'axe 12, par une pièce cen trale 25, présentant un rebord annulaire enga gé dans des rainures arquées des plaques.
On peut effectuer le réglage à l'aide d'un tendeur 26 (fig. 2) après avoir desserré les boulons de blocage 27 et 28, dont les têtes sont retenues dans des rainures arquées de section en T, du plateau 11. Des plaques graduées 29 indiquent l'angle de réglage à partir d'une position zéro déterminée.
Le long de chacune des plaques 24. est montée de façon ajustable une plaque de ré glage de distance de .cône 30, chacune des deux plaques 30 portant une languette de guidage 31 (fig. 3) coulissant dans une rainure de la plaque 24. On peut effectuer un tel réglage en faisant tourner une vis 32 après avoir desserré les boulons de blocage 28 et 33. La vis 32 est montée de façon rotative dans la plaque 24 et se visse dans un écrou ancré dans la plaque 30. Comme représenté, chacun des boulons 28 tra verse une fente rectiligne de la plaque 30 cor respondante, alors que les têtes des boulons 33 sont retenues dans des rainures de section en T, de la plaque 24.
L'amplitude de ce réglage rec- tiligne est indiquée par des plaques graduées 34.
Chaque porte-outil 13 est ajustable sur chacune des plaques 30 le long d'une languette de guidage 35 engagée dans une rainure com plémentaire (non représentée) du porte-outil. On peut effectuer ce réglage, après avoir des serré le boulon de blocage 36, en faisant tour ner une vis de réglage 37 qui tourne dans le support et se visse dans un écrou ancré dans la plaque. Des échelles 38 indiquent l'ampli tude de ce réglage, qui est en outre facilité par un cadran gradué 39 fixé à la vis de réglage.
Ce réglage permet de modifier l'espacement des outils, qui détermine la largeur de la saignée ou creux de dent taillé dans la pièce. De plus, grâce à ce réglage, les outils peuvent être ame nés soit à des positions symétriques par rap port à l'axe 12 du plateau, pour le taillage de pignons coniques à dents droites, soit à des positions dissymétriques, pour le taillage de pignons coniques à dents obliques. Chacun des outils 14 est porté par un bras 40 destiné à recevoir un mouvement de pivo tement sur son support 13 à l'aide d'une biel- lette articulée 41.
Cette biellette 41 est articu lée au bras 40 à l'aide d'un axe-boulon 42 et de roulements à billes 43. Elle est articulée à une console 44 à l'aide d'un axe-boulon 45 et de roulements à billes (non représentés) sem blables aux roulements 43. La console 44 est ajustable sur le support 13 autour de l'axe 46 d'une broche de commande d'outil 47 et, à cette fin, est pourvue d'une languette engagée dans une rainure arquée de section en T 48, du support. Un écrou 49; vissé sur un boulon dont la tête est ancrée dans la rainure 48, blo que la console au support. La broche 47 est supportée de façon rotative par le support 13 à l'aide de roulements à billes 50.
Avec cette broche tourne en un même ensemble un tou rillon excentrique 51, qui est monté de façon rotative dans le bras 40 à l'aide de roulements à billes 52. Comme représenté aux fig. 3 et 4, les chemins intérieurs des roulements sont fixés sur le tourillon 51 par une vis et une rondelle et les roulements sont recouverts par une pla que supérieure 53 fixée au bras 40.
La disposition qui vient d'être décrite est telle que, lorsque la broche 47 tourne, en en traînant le tourillon excentrique 51 autour de l'axe 46, l'outil 14 décrit une orbite approxima tivement elliptique, indiquée en 54 à la fig. 4. Dans cette action, la biellette 41 se comporte à la façon d'un point d'appui mobile qui est libre de se mouvoir suivant un arc s'étendant approximativement dans la direction du petit axe de l'orbite elliptique 54 et, comme l'outil est situé à une distance dudit point d'appui qui est supérieure à celle séparant le tourillon excentrique de ce point,
le mouvement dé l'outil dans la direction du grand axe de l'or bite est plus grand (il est approximativement le double) que le diamètre du cercle d'excentricité du tourillon 51.
L'orbite -résultant de cette liaison d'élé ments articulés de commande de l'outil est ap proximativement elliptique, du fait qu'elle est dissymétrique à la fois par rapport à son grand axe et par rapport à son petit axe; c'est-à-dire que ce n'est pas une véritable ellipse. Toute fois, la forme exacte de l'orbite ne présente pas d'importance particulière, car toute figure ayant approximativement la forme d'une ellipse, c'est-à-dire qui est une courbe fermée régu lière dont le grand axe est nettement plus grand que le petit, convient pour la machine décrite ci-après.
Comme représenté à la fig. 4, la courbure de la portion de l'orbite le long de laquelle s'effectue la taille est relativement fai ble, alors que la courbure de portion suivante est beaucoup plus grande, de sorte que, à l'achèvement de la course de travail, l'outil s'écarte rapidement de la pièce. Ceci permet le taillage de pignons G pourvus de moyeux qui limitent la course totale de l'outil.
On peut faire varier la direction du grand axe de l'orbite en réglant la position de la con sole 44 le long de la rainure 48. Ceci a pour effet de faire pivoter les pièces 44, 41; 40 au tour de l'axe 46. Grâce à ce réglage; on peut faire en sorte que la direction du mouvement qu'effectue l'outil 14, lorsqu'il est au milieu de sa course de travail, soit ou bien perpendicu laire à l'axe du plateau 11, ou bien inclinée d'un angle désiré sur la perpendiculaire. Ce ré glage permet aux outils de. coupe de repro duire une dent d'un engrenage générateur qui est soit une couronne dentée, soit un pignon d'angle à denture intérieure ou extérieure.
Il permet par suite, de tailler des roues et pi gnons coniques hélicoïdaux qui engrènent con venablement avec des engrenages non engen drés, ainsi que, en faisant tourner le plateau dans un rapport de 1 : 1 par rapport à la ro tation de la broche porte-pièce, de tailler des roues dentées non engendrées. En outre ce ré glage fournit un moyen de modifier légère ment la forme des dents pour obtenir la portée ou surface de contact désirée de la dent.
On peut faire varier les dimensions de l'or bite en réglant l'excentricité du tourillon 51 par rapport à l'axe 46. A cette fin, la broche 47 présente un alésage excentré par rapport à l'axe 46 et dans lequel tourillonne un arbre 55 qui fait corps avec le tourillon 51, cet arbre étant excentré par rapport audit tourillon. Sur l'extrémité extérieure de l'arbre 55 est monté par rainures et languettes, un organe d'em brayage à griffes 56 en prise avec les dents ou griffes pratiquées sur la face extrême adjacente de la broche.
Après desserrage d'un écrou de retenue 57, on peut dégager l'organe 56 de la broche et faire tourner l'arbre à l'intérieur de la broche, ce qui fait pivoter le. tourillon 51 de l'excentricité désirée par rapport à l'axe de la broche.
En se reportant à la fig. 3, on voit que les mouvements de dégagement des outils, qui per mettent à ceux-ci de se tenir écartés de la pièce pendant leurs courses à vide, s'effectuent dans une direction perpendiculaire aux axes 46 des broches. Ainsi, les mouvements de dégagement des deux outils s'effectuent dans des directions qui sont inclinées dans des sens opposés par rapport au plan de symétrie des outils, c'est-à- dire que, à la fig. 3, le plan contenant l'axe 12 du plateau est perpendiculaire au plan de la figure.
Ainsi, le mouvement de dégagement de chaque outil éloigne cet outil de la trajectoire de coupe de l'autre outil.
Chacun des outils de coupe 14 comprend, de préférence, un disque biseauté qui est en taillé de manière à constituer une face de coupe antérieure possédant des angles d'attaque et de dégagement appropriés. L'intersection de cette face de coupe avec la surface périphérique du disque constitue l'arête de coupe antérieure de l'outil, alors que l'intersection de la face de coupe avec la surface conique 58 tournée vers le bras 40 constitue l'arête de coupe latérale de la dent.
Dans 'la construction particulière représentée à la fig. 4, le point dé coupe de l'outil, c'est-à-dire l'intersection de l'arête de coupe latérale et de l'arête de coupe antérieure ou de pointe, est disposé dans le plan commun des axes de l'axe-boulon 42 et du tourillon excentré 51, alors que l'axe du disque est quel que peu déporté par rapport à ce plan. L'arête de coupe 15 est déportée par rapport à l'axe du disque de manière à assurer un dégagement approprié pour l'outil à -l'arrière de ladite arête.
Par conséquent, pour rendre cette arête rectili gne, il est nécessaire de donner au profil, en section axiale, de la surface conique 58 une forme légèrement concave, dont la forme pré- cise pourra facilement être déterminée par l'homme du métier.
Chacun des outils discoïdes 14 possède un moyeu cylindrique central qui s'embo?te dans un àlésage du bras correspondant 40, et un trou axial taraudé dans lequel se visse une vis de .blocage 59. On réaffute l'outil en le dé tachant de son bras et en le meulant à l'ar rière de sa face coupante. Lors de son remon tage, il est nécessaire de l'ajuster autour de l'axe de la vis 59, de préférence avec l'aide d'un calibre approprié monté sur le bras, afin d'amener le point de coupe à sa position de travail précise.
On effectue ce réglage en fai sant tourner le disque à l'aide d'une vis sans fin 61 qui tourne dans un alésage 62 du bras et engrène avec une série de dents taillées sur la face intérieure du disque. Une fois le ré glage terminé, on resserre la vis 59 et l'on serre des tampons filetés 63 (fig. 5) vissés dans les extrémités de l'alésage 62, de manière à bloquer la vis sans fin en verrouillant ainsi fer mement l'outil discoïde pour l'empêcher de tourner autour de son propre axe sous l'action des efforts résultant de l'action de coupe.
Comme représenté à la fig. 5, les tampons file tés présentent chacun .une ouverture destinée à recevoir une clé de manaeuvre, chacune des- dites ouvertures traversant entièrement le tam pon et étant plus grande que l'ouverture que présente intérieurement la vis sans fin 61, de sorte qu'il suffit de desserrer légèrement un des tampons pour pouvoir faire tourner la vis sans fin à l'aide d'une clé non représentée.
Si l'angle A (fig. 3) entre l'axe 46 de la broche et l'arête de coupe 15 est exactement un angle droit, l'arête effectuera bien entendu le taillage dans un plan perpendiculaire à l'axe et les surfaces taillées par l'outil dans les, dents seront droites d'une extrémité à l'autre. Toute fois, on donne à cet angle A une valeur un peu plus petite qu'un angle droit, (par exemple 88ç,), ce quia comme résultat que, pendant sa course de travail, l'arête de coupe 15 dé crit une surface de coupe légèrement concave. Il en résulte que les surfaces taillées sur les dents par l'arête de coupe sont légèrement bom bées d'une extrémité à l'autre, ce -qui localise la zone de contact des dents avec celle des dents complémentaires.
Ceci est vrai indépen damment du point de savoir si les dents ont ou non été taillées avec un mouvement généra teur, c'est-à-dire un mouvement de roulement relatif du plateau et de la pièce autour de leurs axes respectifs 12 et 16.
Le mécanisme d'entraînement de la ma chine et, plus spécialement des outils, est re présenté aux fig. 3 et 6. La force motrice est dérivée d'un moteur 64 et transmise par l'in termédiaire d'un arbre 65, de pignons d'angle 66, d'un arbre de commande principal 67 et d'un train d'engrenages de changement de la vitesse de coupe 68,à un arbre 69 qui tourne autour de l'axe 12 du plateau dans des roule ments à billes 71 supportés par une douille 72 faisant partie du plateau. Avec l'arbre 69 fait corps un pignon de commande 73 servant à entraîner des roues dentées 74 fixées sur des arbres 75.
Ces arbres sont supportés de façon rotative par des roulements à billes 76 mon tés dans des consoles 77, elles-mêmes montées pour pivoter autour de l'axe 12 sur la pièce centrale 25 et de la douille 72. Chacun des arbres 75 est assemblé par rainures et lan guettes avec une douille 78 sur laquelle est clavetée une roue dentée conique 79 servant à entraîner un pignon 81 fixé à un arbre 82.
Chacune des douilles 78 tourne, par des roulements à billes 83, dans une console 84 qui porte une partie tubulaire pouvant tour ner dans un prolongement tubulaire du porte- outil correspondant 13. Comme représenté à la fig. 3, les plaques 24 et 30 sont percées d'ouvertures à travers lesquelles sont engagées ces parties tubulaires.
Deux minces plaques 85, présentant chacune une ouverture circulaire permettant le passage d'un des porte-outil 13 à prolongement tubulaire, coulissent dans des dépressions peu profondes usinées dans la face antérieure des plaques 30, le rôle desdites pla ques minces étant de fermer les ouvertures sus mentionnées des plaques 24 et 30, quelle que soit la position de réglage des porte-outil. Chacun des arbres 82 est monté dans des rou lements à billes 86 à l'intérieur de la partie tu bulaire de sa console 84 ; et, à l'extrémité avant de chacun desdits arbres, est fixé un pignon conique 87 servant à entraîner une couronne dentée conique 88 calée sur la broche 47 d'en traînement de l'outil.
Une des roues dentées co niques, à savoir celle située le plus bas à la fig. 3, est clavetée directement sur sa broche, alors que l'autre est clavetée sur une douille 89 qui est fixée à la broche par un organe d'em brayage à face de bout dentée 91, dont les dents engrènent avec des dents portées par la face extrême extérieure de la douille.
L'organe d'embrayage. 91 est claveté sur la broche mais peut être déplacé axialement pour permettre de régler la position angulaire relative de la couronne dentée supérieure 88 et de l'excentrique 51 correspondant, après desserrage d'un écrou de blocage 92. Le rôle de ce réglage est de permettre aux deux tou rillons excentrés 51 d'être amenés en opposi tion de phases, afin qu'un des outils 14 puisse être au milieu de sa course de travail lorsque l'autre outil est au milieu de sa course de re tour. Un tel réglage est nécessaire parce que, en raison de la présence du couple d'engrenages 73, 74, le réglage angulaire des plaques 24 autour de l'axe 12 a pour effet de modifier la relation de phase angulaire des deux couronnes dentées 8.8.
La force motrice destinée à l'entraînement de la broche porte-pièce 22 est dérivée<B>de</B> l'arbre-moteur principal 67, par l'intermédiaire d'un train d'engrenages à rapport de vitesse variable 93 qui détermine la vitesse des mou vements de génération de la machine, d'un ar bre 94, de pignons d'angle 95, d'un arbre 96, de pignons d'angle 97, d'un arbre supérieur 98, de pignons d'angle 99 (dont l'un est claveté pour coulisser sur l'arbre 98), d'un arbre téles copique 100, de pignons d'angle 101, d'un train d'engrenages à rapport de vitesse va riable 102 qui détermine l'angle de rotation de la broche porte pièce pour chacune des os cillations du plateau 11, d'un arbre 103 et de pignons d'angle 104.
La force motrice action nant le plateau est dérivée de l'arbre 96 par l'intermédiaire de pignons d'angle 105 et d'un arbre 106 actionnant une came 107 qui, par l'intermédiaire d'un levier de longueur régla- blé 108 et d'une bielle 109, articulée à la fois au levier et au plateau, imprime à celui-ci une rotation de l'angle désiré autour de son axe 12 à chaque tour complet de l'arbre 106. La came 107, le levier 108 et la bielle 109 sont dispo sés, par rapport au plateau, de façon que, pen dant que les outils 14 effectuent le taillage, 1e mouvement angulaire du plateau, au moins dans un des sens, soit dans un rapport de vi tesse constant ou approximativement constant avec la rotation du train d'engrenages menant la broche 22.
Si on.le désire, plusieurs cames interchangeables différentes 107 peuvent être prévues, chacune d'elles étant correspondante à une gamme déterminée d'angles d'oscillation du plateau 11.
Sur l'arbre 106 sont aussi montées une came d'avance 111, une came à mouvement hélicoïdal 112 et une came d'arrêt automati que 113. La came d'avance a pour rôle de faire avancer le chariot 17 vers l'intérieur, par l'intermédiaire d'un dispositif non représenté, pour amener la pièce à la position qui convient pour le taillage, au début ou avant le début du roulement de taille du plateau, et de le faire ensuite reculer vers l'extérieur de manière à dégager la pièce pour qu'elle soit écartée des outils pendant le roulement de retour du pla teau.
La came 'a mouvement hélicoïdal peut être utilisée, si on le désire, pour communiquer au chariot 17 un mouvement de faible ampli tude -vers l'intérieur ou vers l'extérieur pendant le roulement générateur, afin de modifier les surfaces des dents, par exemple par le chan gement de l'angle de pression s'.exerçant sur les flancs et faces opposés desdites dents, en vue de corriger une mauvaise portée des dents. Le mécanisme actionné par la came à mouvement hélicoïdal peut être de tout type connu de l'homme du métier.
La came 113 peut action ner un mécanisme non représenté servant à provoquer l'arrêt automatique du moteur 64 lorsque toutes les dents de la pièce G ont été taillées. Ainsi qu'il est bien connu dans la tech nique de taille des engrenages, la came 111 peut être reliée au chariot 17, par l'intermé diaire d'un vérin hydraulique, de telle manière que, en actionnant le levier de manceuvre 114 d'un organe de distribution (fig. 1), on puisse communiquer audit coulisseau un mouvement de retrait plus accentué dans le but d'effectuer le montage ou le démontage d'une pièce à tail ler.
Les transmissions de mouvement représen tées à la fig. 6 assurent en succession continue les déplacements repérés de la pièce, la broche porte-pièce 22 tournant continuellement dans un des sens. pendant que le plateau 11 tourne alternativement dans un sens et en sens inverse. Toutefois, ainsi qu'il est évident pour l'homme du métier, on peut utiliser un mécanisme divi seur intermittent dans lequel la transmission motrice s'inverse avec le plateau et dans lequel la broche porte-pièce effectue un pas par rap port à ladite transmission une fois par cycle de génération.
La machine peut être une machine qui effectue la taille au profil de dent désiré par d'autres moyens que par génération et dans laquelle aucun mouvement relatif n'a lieu entre le porte-outil 13 et la pièce pendant la taille d'une ou d'une paire de dents excepté, si on le désire, un mouvement d'avance en profondeur.
Machine for cutting the flanks and faces of teeth of bevel gears with straight teeth or with oblique teeth The present invention relates to a machine for cutting the flanks and faces of teeth of bevel gears with straight teeth or oblique teeth, by means of 'at least one tool which, during cutting, moves approximately in the direction of the root and over the entire width of the tooth to be cut.
Machines of this kind must be provided with a mechanism which eliminates the contact of the tool with the workpiece during the empty or return stroke of said tool. In many cases, it is also desirable, during the working stroke, to effect a slight in-depth movement of the tool relative to the toothed surface to be cut, in order to slightly bulge the tooth and , by this means, to locate its scope or area of contact with the con judged teeth.
To this end, mechanisms have also previously been provided which make it possible to cause a tool to move alternately outwards and inwards, in a direction perpendicular to the cutting movement of the tool, when the latter approaches. and deviates from the middle of its working stroke.
The machine, object of the present invention is characterized in that it comprises a workpiece support, a tool support and at least one tool holder device mounted on said tool support and serving to move at least a cutting tool following an approximately elliptical orbit situated in a plane approximately parallel to the surface of the flank of the tooth intended to be cut by the tool, said device occupying on the support of the tool a position such that the movement of the tool takes place in the direction of the major axis of said orbit when said tool is, at least approximatively, at the midpoints of its cutting and return courses.
The appended drawing represents, by way of example, an embodiment of the object of the invention. In this drawing, fig. 1 is a front view of the entire machine, FIG. 2 is a partial elevational view taken at right angles to FIG. 1 and showing the part of the machine which supports the tools, one of these and a part of its support being removed; fig. 3 is a vertical section taken along line 3-3 of FIG. 2;
Fig. 4 is a partial view showing a tool and its support with articulated elements, this view being taken in the plane of the orbital movement of the tool; fig. 5. Is a detail in section taken through line 5-5 of FIG. 3; fig. 6 is a schematic representation of the transmissions of the machine.
The. drawing represents a machine for cutting the sides and faces of teeth of bevel gears with straight teeth or oblique teeth. This machine comprises a frame 10, on which a plate 11 is mounted to rotate about a horizontal axis 12.
On this plate 11 are mounted the supports 13 of the cutting tools 14, which supports move in approximately elliptical orbits, their movement during the working stroke being mainly in the radial direction with respect to the axis 12, from so that the cutting surfaces described by the lateral cutting edges 15 (fig. 2, 3 and 4) of the tools represent the surfaces of the teeth of an imaginary generator gear, the axis of which coincides with the axis 12 of the plate and which meshes with the blank to be cut G, which -turns around a horizontal axis 16 which intersects the axis 12 at an angle which depends on the angle of conicity of the pinion to be cut.
The blank holder comprises a carriage 17 which is adjustable and movable on the frame 10 in the direction of the axis 12; a pivoting base 18 adjustable angularly on the carriage 17 around a vertical axis 19 which intersects the axis 12, at or near the intersection of this axis with the axis 16 of the blank, when said carriage 17 is in the waist position; a blank holder head 21 adjustable on the pivoting base 18 in a direction parallel to the axis 16 of the blank; a spindle 22 which is mounted in the head 21 to rotate about the axis 16. Thanks to the various settings mentioned, the blank to be cut can be brought to the desired position to be cut by the tools 14.
The tool support and control mechanism, shown in fig. 2, 3 and 4 include, mounted on the plate 11 rotatably supported by the frame by means of two roller bearings 23, two plates 24 which serve to adjust the angle of the teeth and are guided so as to be able to be adjusted on said plate, around axis 12, by a central part 25, having an annular rim engaged in arcuate grooves of the plates.
The adjustment can be made using a tensioner 26 (fig. 2) after having loosened the locking bolts 27 and 28, the heads of which are held in the arcuate T-section grooves of the plate 11. Plates graduations 29 indicate the adjustment angle from a determined zero position.
Along each of the plates 24. is adjustably mounted a cone distance adjustment plate 30, each of the two plates 30 carrying a guide tongue 31 (Fig. 3) sliding in a groove of the plate 24. Such an adjustment can be made by rotating a screw 32 after loosening the locking bolts 28 and 33. The screw 32 is rotatably mounted in the plate 24 and threads into a nut anchored in the plate 30. As shown, each of the bolts 28 passes through a rectilinear slot in the corresponding plate 30, while the heads of the bolts 33 are retained in T-section grooves in the plate 24.
The amplitude of this rectilinear adjustment is indicated by graduated plates 34.
Each tool holder 13 is adjustable on each of the plates 30 along a guide tongue 35 engaged in a complementary groove (not shown) of the tool holder. This adjustment can be made, after tightening the locking bolt 36, by turning an adjustment screw 37 which rotates in the support and screws into a nut anchored in the plate. Scales 38 indicate the amplitude of this adjustment, which is further facilitated by a graduated dial 39 attached to the adjustment screw.
This setting allows you to change the tool spacing, which determines the width of the cut or groove cut in the part. In addition, thanks to this adjustment, the tools can be brought either in symmetrical positions with respect to the axis 12 of the plate, for cutting bevel gears with straight teeth, or in asymmetrical positions, for cutting. bevel gears with oblique teeth. Each of the tools 14 is carried by an arm 40 intended to receive a pivoting movement on its support 13 by means of an articulated link 41.
This link 41 is articulated to the arm 40 by means of a pin-bolt 42 and ball bearings 43. It is articulated to a console 44 by means of a pin-bolt 45 and ball bearings (not shown) similar to bearings 43. The console 44 is adjustable on the support 13 around the axis 46 of a tool control spindle 47 and, for this purpose, is provided with a tongue engaged in a T-section arched groove 48, of the support. A nut 49; screwed on a bolt, the head of which is anchored in the groove 48, blocking the console to the support. The spindle 47 is rotatably supported by the support 13 by means of ball bearings 50.
With this spindle turns in a single assembly an eccentric bolt 51, which is rotatably mounted in the arm 40 by means of ball bearings 52. As shown in FIGS. 3 and 4, the inner races of the bearings are fixed to the journal 51 by a screw and a washer and the bearings are covered by an upper plate 53 fixed to the arm 40.
The arrangement which has just been described is such that, when the spindle 47 rotates, by dragging the eccentric journal 51 around the axis 46, the tool 14 describes an approximately elliptical orbit, indicated at 54 in FIG. 4. In this action, the rod 41 behaves like a movable fulcrum which is free to move in an arc extending approximately in the direction of the minor axis of the elliptical orbit 54 and, as the tool is located at a distance from said fulcrum which is greater than that separating the eccentric journal from this point,
the movement of the tool in the direction of the major axis of the gold bite is greater (it is approximately double) than the diameter of the eccentricity circle of the journal 51.
The orbit resulting from this connection of articulated control elements of the tool is approximately elliptical, due to the fact that it is asymmetrical both with respect to its major axis and with respect to its minor axis; that is, it is not a real ellipse. However, the exact shape of the orbit is not of particular importance, since any figure having approximately the shape of an ellipse, that is to say which is a regular closed curve whose major axis is clearly larger than small, suitable for the machine described below.
As shown in fig. 4, the curvature of the portion of the orbit along which pruning takes place is relatively small, while the curvature of the following portion is much larger, so that upon completion of the working stroke , the tool quickly moves away from the workpiece. This allows the cutting of G pinions provided with hubs which limit the total stroke of the tool.
The direction of the major axis of the orbit can be varied by adjusting the position of the console 44 along the groove 48. This has the effect of rotating the parts 44, 41; 40 around axis 46. With this adjustment; it is possible to ensure that the direction of movement which the tool 14 performs, when it is in the middle of its working stroke, is either perpendicular to the axis of the plate 11, or else inclined at an angle desired on the perpendicular. This setting allows the tools to. Cross-section of a tooth of a generator gear which is either a ring gear or an angle pinion with internal or external toothing.
It therefore makes it possible to cut helical bevel wheels and pins which mesh suitably with unengaged gears, as well as, by rotating the plate in a ratio of 1: 1 with respect to the rotation of the spindle. -part, to cut non-generated toothed wheels. Further, this adjustment provides a means of modifying the shape of the teeth slightly to achieve the desired contact surface or contact area of the tooth.
The dimensions of the gold bite can be varied by adjusting the eccentricity of the journal 51 with respect to the axis 46. To this end, the spindle 47 has a bore eccentric with respect to the axis 46 and in which a journal is journalled. shaft 55 which is integral with the journal 51, this shaft being eccentric with respect to said journal. On the outer end of the shaft 55 is mounted by grooves and tongues, a claw clutch member 56 engaged with the teeth or claws made on the adjacent end face of the spindle.
After loosening a retaining nut 57, one can disengage the member 56 from the spindle and rotate the shaft inside the spindle, which rotates the. journal 51 of the desired eccentricity with respect to the axis of the spindle.
Referring to fig. 3, it can be seen that the tool release movements, which allow them to keep away from the workpiece during their empty strokes, take place in a direction perpendicular to the axes 46 of the spindles. Thus, the disengagement movements of the two tools take place in directions which are inclined in opposite directions with respect to the plane of symmetry of the tools, that is to say that, in FIG. 3, the plane containing the axis 12 of the plate is perpendicular to the plane of the figure.
Thus, the disengagement movement of each tool moves that tool away from the cutting path of the other tool.
Each of the cutting tools 14 preferably comprises a beveled disc which is cut so as to provide an anterior cutting face having suitable angles of attack and clearance. The intersection of this cutting face with the peripheral surface of the disc constitutes the anterior cutting edge of the tool, while the intersection of the cutting face with the conical surface 58 turned towards the arm 40 constitutes the edge lateral cut of the tooth.
In 'the particular construction shown in FIG. 4, the cutting point of the tool, that is, the intersection of the side cutting edge and the anterior or tip cutting edge, is disposed in the common plane of the axes of the 'axis-bolt 42 and of the eccentric journal 51, while the axis of the disc is somewhat offset from this plane. The cutting edge 15 is offset from the axis of the disc so as to ensure an appropriate clearance for the tool behind said edge.
Consequently, in order to make this ridge straight, it is necessary to give the profile, in axial section, of the conical surface 58 a slightly concave shape, the precise shape of which can easily be determined by those skilled in the art.
Each of the discoid tools 14 has a central cylindrical hub which fits into a bore of the corresponding arm 40, and an axial threaded hole into which a locking screw 59 is screwed. The tool is resharpened by loosening it from the screw. his arm and grinding it behind its cutting face. When reassembling, it is necessary to adjust it around the axis of the screw 59, preferably with the help of a suitable gauge mounted on the arm, in order to bring the cutting point to its position. precise work.
This adjustment is made by rotating the disc using a worm 61 which rotates in a bore 62 of the arm and meshes with a series of teeth cut on the inner face of the disc. Once the adjustment is complete, screw 59 is tightened and threaded plugs 63 (fig. 5) screwed into the ends of bore 62 are tightened, so as to block the worm, thus locking it firmly. 'discoid tool to prevent it from rotating around its own axis under the action of the forces resulting from the cutting action.
As shown in fig. 5, the threaded buffers each have an opening for receiving an operating key, each of said openings passing entirely through the buffer and being larger than the opening internally presented by the worm 61, so that ' it suffices to slightly loosen one of the buffers to be able to turn the endless screw using a wrench not shown.
If the angle A (fig. 3) between the axis 46 of the spindle and the cutting edge 15 is exactly a right angle, the edge will of course perform the cutting in a plane perpendicular to the axis and the surfaces. cut by the tool in the teeth will be straight from end to end. However, this angle A is given a value a little smaller than a right angle, (for example 88c,), which has as a result that, during its working stroke, the cutting edge 15 describes a surface slightly concave cut. As a result, the surfaces cut on the teeth by the cutting edge are slightly rounded from one end to the other, which localizes the zone of contact of the teeth with that of the complementary teeth.
This is true regardless of whether or not the teeth have been cut with a generator movement, i.e. a relative rolling movement of the plate and the workpiece around their respective axes 12 and 16.
The drive mechanism of the machine and, more especially of the tools, is shown in figs. 3 and 6. The driving force is derived from a motor 64 and transmitted through a shaft 65, angle gears 66, a main drive shaft 67 and a gear train. cutting speed change 68, to a shaft 69 which rotates around the axis 12 of the plate in ball bearings 71 supported by a bush 72 forming part of the plate. With the shaft 69 is integral a control pinion 73 serving to drive toothed wheels 74 fixed on shafts 75.
These shafts are rotatably supported by ball bearings 76 mounted in consoles 77, themselves mounted to pivot about the axis 12 on the central part 25 and the bush 72. Each of the shafts 75 is assembled by grooves and lan guettes with a sleeve 78 on which is keyed a bevel gear 79 serving to drive a pinion 81 fixed to a shaft 82.
Each of the bushes 78 rotates, by ball bearings 83, in a console 84 which carries a tubular part which can turn in a tubular extension of the corresponding tool holder 13. As shown in FIG. 3, the plates 24 and 30 are pierced with openings through which these tubular parts are engaged.
Two thin plates 85, each having a circular opening allowing the passage of one of the tubular extension tool holders 13, slide in shallow depressions machined in the anterior face of the plates 30, the role of said thin plates being to close the the above-mentioned openings of the plates 24 and 30, whatever the adjustment position of the tool holders. Each of the shafts 82 is mounted in ball bearings 86 inside the tubular part of its console 84; and, at the front end of each of said shafts, is fixed a bevel gear 87 serving to drive a conical toothed ring 88 wedged on the spindle 47 for dragging the tool.
One of the conical toothed wheels, namely the one located lowest in FIG. 3, is keyed directly on its spindle, while the other is keyed on a bush 89 which is fixed to the spindle by an engagement member with a toothed end face 91, the teeth of which mesh with teeth carried by the outer end face of the sleeve.
The clutch organ. 91 is keyed on the spindle but can be displaced axially to allow adjustment of the relative angular position of the upper ring gear 88 and of the corresponding eccentric 51, after loosening a locking nut 92. The role of this adjustment is to allow the two eccentric swirls 51 to be brought in phase opposition, so that one of the tools 14 can be in the middle of its working stroke when the other tool is in the middle of its reverse stroke. Such an adjustment is necessary because, due to the presence of the pair of gears 73, 74, the angular adjustment of the plates 24 around the axis 12 has the effect of modifying the angular phase relationship of the two toothed rings 8.8.
The motive force for driving the workpiece spindle 22 is derived <B> from </B> the main motor shaft 67, via a variable speed ratio gear train 93 which determines the speed of the machine generation movements, of a shaft 94, of angle gears 95, of a shaft 96, of angle gears 97, of an upper shaft 98, of gears of angle 99 (one of which is keyed to slide on the shaft 98), of a telescope shaft 100, of angle gears 101, of a gear train with variable speed ratio 102 which determines the angle of rotation of the workpiece carrier spindle for each of the bones of plate 11, of a shaft 103 and of angle gears 104.
The driving force acting on the plate is derived from the shaft 96 by means of angle gears 105 and of a shaft 106 actuating a cam 107 which, by means of a length adjustable lever 108 and a connecting rod 109, articulated at the same time to the lever and to the plate, imparts to the latter a rotation of the desired angle about its axis 12 on each complete revolution of the shaft 106. The cam 107, the lever 108 and the connecting rod 109 are arranged, relative to the plate, so that, while the tools 14 carry out the cutting, the angular movement of the plate, at least in one of the directions, either in a constant speed ratio or approximately constant with the rotation of the gear train driving spindle 22.
If desired, several different interchangeable cams 107 may be provided, each of them corresponding to a determined range of angles of oscillation of the plate 11.
On the shaft 106 are also mounted an advance cam 111, a helical cam 112 and an automatic stop cam 113. The role of the advance cam is to advance the carriage 17 inwards, by means of a device not shown, to bring the workpiece to the position which is suitable for cutting, at the start or before the start of the size rolling of the plate, and then to make it retreat outwards so as to release the part so that it is clear of the tools during the return bearing of the plate.
The helical cam can be used, if desired, to impart to the carriage 17 a low amplitude movement - inward or outward during generator rolling, in order to modify tooth surfaces, for example. for example by changing the pressure angle exerted on the opposite sides and faces of said teeth, with a view to correcting a bad bearing of the teeth. The mechanism actuated by the helical movement cam can be of any type known to those skilled in the art.
The cam 113 can actuate a mechanism not shown serving to cause the automatic stop of the motor 64 when all the teeth of the part G have been cut. As is well known in the technique of cutting gears, the cam 111 can be connected to the carriage 17, by the intermediary of a hydraulic cylinder, so that, by actuating the operating lever 114 d 'A distribution member (Fig. 1), one can communicate to said slide a more accentuated withdrawal movement in order to perform the assembly or disassembly of a piece to tail ler.
The motion transmissions shown in fig. 6 ensure in continuous succession the identified movements of the part, the workpiece spindle 22 rotating continuously in one of the directions. while the plate 11 rotates alternately in one direction and in the reverse direction. However, as is obvious to those skilled in the art, it is possible to use an intermittent divider mechanism in which the driving transmission is reversed with the plate and in which the workpiece spindle takes a step with respect to said. transmission once per generation cycle.
The machine can be a machine which cuts to the desired tooth profile by means other than generation and in which no relative movement takes place between the tool holder 13 and the workpiece during the cutting of one or more. 'a pair of teeth except, if desired, a deep forward movement.